国外_蓝牙_技术的发展现状及其前景_肖沪卫.docx

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1、国外 “ 蓝牙 ” 技术的发展现状及其前景 肖沪卫 (上海图书馆上海科技情报所， 200031) 摘要 “ 蓝牙 ” （ Bluetooth)技术的出现被认为是通信技术的一次革命性变革 文章介绍了蓝牙技术的特 点、国外研究开发概况以及发展动向；指出随着蓝牙技术应用范围的不断扩大，其市场潜力十分巨大 ,将成为 21世纪的投资热点。 关键词通信无线链接 “ 蓝牙 ” （ Bluetooth)技术 两年前，信息产业升起一颗耀眼的明星 “ 蓝牙 ” （ Bluetooth)技术，被认为是通信技术 的革命性变革目前，蓝牙技术正以超乎寻常 的速度发展 ,预计明年实现产业化，五年内普 及全世界。 1. 蓝牙

2、技术及其特点 随着现代通信技术和家用电子电器的发 展，无论办公室还是居室到处都充满了各种 各样的电缆为解决有线电缆固有缺点如使 用不便、连线频出故障、各种电缆之间不通用 等诸多伤脑筋的问题蓝牙 ” 技术应运而生 所谓蓝牙技术，是一种低功率短距离的无线 链接技术标准的代称 ,其实质是要建立通用 的无线空中接口及其控制软件的公开标准， 使通信和计算机进一步结合 ,使不同厂家生 产的便携式设备在没有电线或电缆相互连接 的情况下，能在近距离范围内具有互用、互操 作的性能一般来说，它的链接范围为 10厘 米到10米 ;如果增加传输功率的话 ,其链接 范围可以扩展到 100米作为一种新兴的技 术，它具有以

3、下主要特点： (1) 适用设备多蓝牙技术最大的优点 是使众多电信和电脑设备无需电缆就能联 网。例如 ,如果把蓝牙技术引入到移动电话和 膝上型电脑中，就可以去掉连接电缆而通过 无线使其建立通信。打印机、 PDA桌上型电 脑、传真机、键盘、游戏操纵杆以及所有其它 的数字设备都可以成为蓝牙系统的一部分。 (2) 工作频段全球通用蓝牙技术以无 线局域网的 IEEE802.il标准技术为基础， 工作在 2. 4GHz ISM(即工业、科学 医学 )频 段，该频段用户不必经过允许 ,在世界范围内 都可以自由使用，这就消除了 “ 国界 ” 的障碍。 而在蜂窝式移动电话领域，这个障碍己经困 扰用户多年 (3)

4、 使用方便蓝牙技术规范中采用了 一种 “ Plonk and play” 的概念，它有点类似 “ 即插即用 ” 。这样，用户不必再需要学习如何 安装和设置，凡是嵌入蓝牙技术的设备一旦 搜寻到另一个蓝牙设备，马上就可以建立联 系 ,利用相关的控制软件，无须用户干预即可 传输数据。 (4) 安全加密、抗干扰能力强 ISM频 带是对所有无线电系统都开放的频带，因此 使用其中的某个频段都会遇到不可预测的干 扰源，例如某些家电、无绳电话、汽车房开门 器、微波炉等等为了避免干扰，蓝牙技术特 别设计了快速确认和跳频方案，每隔一段时 间就从一个频率跳到另一个频率，不断搜寻 干扰比较小的信道在无线电环境非常嘈杂

5、 的情况下，蓝牙技术的优势尤为明显 (5) 兼容性好由于蓝牙技术独立于操 作系统，所以，在各种操作系统中均有良好的 兼容特丨也蓝牙技术对各个商业操作系统中 的内嵌式支持正在发展之中，而对笔记本电 脑，蓝牙技术在 WIN98 NT5. 0上实现已不 成问题，与 WDN NDIS驱动器的结合目前 正在考虑之中。 (6) 尺寸小、功耗低所有的技术和软件 集成于 9mnK 9mm的微芯片，从而可以集 成到各种设备中一一如蜂窝电话、传呼机、笔 记本电脑 、PDA PC,甚至各种家用电器中； 与集成的设备相比可忽略功耗和成本 (7) 多路多方向链接目前，相距很近的 便携式器件之间的链接是用红外线进行的，

6、但使用起来仍有许多不便和限制 =蓝牙无线 收发器的链接距离可达 10米 ,不限制在直线 范围内，甚至设备不在同一间房内也能相互 链接，并且可以链接多个设备，最多可达 7 个，这就可以把用户身边的设备都链接起来， 形成一个 “ 个人领域的网络 ” 。 2. 国外蓝牙技术进展概况 2. 1标准在逐步完善之中 蓝牙技术诞生一年后， 1999年 7月公布 蓝牙标准 1.0版，它由两个文件组成一个叫 Foundation Core,规定的是设计标准 =另一 个叫 Foundation Profile,规定的是相互运作 性准则，它为以后的升级打下了基础 i 就在蓝牙技术 1.0版标准推出不到一 年、最终测

7、试标准尚未制定完成时，蓝牙特殊 兴趣集团 （ Bluetooth Special Interest Group)开始讨论 2 0版的制定。 2 0版最重 要的新功能是在语音应用中，可自动地传送 至下一个存取站。另一讨论焦点是对传输速 度的规定，目前从 2 20Mb/s的传输速度都 有不同方面表示支持。 2 0版最新标准可望 于 2000年底推出。IEEE目前已经在 802. 15 标准中采用了蓝牙技术并将之作为发展的核 心，这意味着蓝牙将不会是任何技术或标准 的替代品，也就是说它不会影响到 HomeRF 和 802. 11B标准的存在 2. 2多种样机或小试产品业已问世 蓝牙技术经过酝酿、准备

8、 ,其多种产品已 经问世 ,有的开始走向市场。 (1) 蓝牙芯片蓝牙芯片是蓝牙系统的 关键技术去年底，朗讯公司宣布了它的第一 个蓝牙集成芯片 W7020,该产品由一个单芯 片无线发送子系统、一个基带控制器和蓝牙 协议软件组成今年 6月， Mitel宣布推出 MT1020,称这是世界上第一种蓝牙基频宽 控制器，可进行语音和数据处理 今年 6月下旬，英国初创公司 （ CSR)宣 布推出第一个支持短距射频 （ RF)技术的单 芯片RF及基频 1C,该芯片采取了低价策略， 每颗售价 8美元 ,并计划 2001年底降为 5美 元 CSR芯片组可支持的蓝牙操作频宽达 2. 4GHz,并支持蓝牙软件层的快闪

9、内存，能 够传送语音数据等多种数据。该公司 2000年 将有超过 100万个组件出货，主要客户是电 信巨人阿尔卡特 （ Alcatel)和日本的 Tochigi Mitsumi CSR芯片组将采用 0. 35微米工艺 在亚洲及欧洲地区生产。 今年 7月，日本冲电气工业公司开始出 厂蓝牙芯片组及中间软件的工业样品，并将 设计蓝牙接口所必需的硬软件一并出售给设 备厂家即将出厂的产品有：由 RF无线信息 收发芯片LSI和基频处理芯片 LSI所构成 的蓝牙芯片 组，以及配置了这 2个芯片的开 发工具和包含协议组的中间软件。冲电气第 一家在 RF无线信息收发芯片 LSI的制造中 采用了 RF CMOS技

10、术 (2) 无线耳机去年 11月，爱立信公司 展示了采用蓝牙技术的实用电话耳机，这是 第一个采用蓝牙技术使手得以解放的部件。 蓝牙耳机轻巧、无线，通过内建蓝牙无线发送 芯片同插入移动电话上的蓝牙相连 ,与人通 电话十分方便。该耳机可以放在任一只耳朵 上，同爱立信 T28, T28WORLD和 R320蜂 窝电话配合使用。 (3) 手机今年 6月上旬在新加坡举办 的“ 通信技术亚洲展览会 ” 上，爱立信公司展 示了内置蓝牙芯片的 GPRS手机 R520m和 T36爱立信公司认为 R520m是世界首例蓝 牙 GPRS手机 GPRS是第 2. 5代无线通讯 技术，有较快的数据传输速度 （ l kb

11、/s丨该 公司表示 :今年年底将会有少量的 R520m推 出，明年首季大批量上市。 T36可以使移动电 话与其它无线装置之间进行无线链接，未来 消费者只要使用这种手机，便可以和电脑进 行同步数据存取、无线上网，更重要的是 , T36还能与家电链接 ,可以在短距离 内完成 无线做饭、洗衣等任务 ,爱立信称这些看似遥 远的梦想也许在今年年底就可实现已推出 蓝牙手机的还有西门子和法国阿尔卡特。 (4) 笔记本电脑作为蓝牙技术的倡导 者，IBM公司宣布出台一系列新的无线增强 技术，以与 IBM成功的 ThinkPad笔记本电 脑的线路设计相配套，同时推出应用蓝牙技 术的全新 ThinkPad笔记本电脑

12、，该电脑带 有 Portofino端口，能方便地连接到无线调制 解调器、照相机和其它设备上通过蓝牙技 术，笔记本电脑将不再需要无线调制解调器 或是单独的无线ISP账号，而是将来自笔记 本电脑的数据通过无线电设备发送到蜂窝电 话，然后再由蜂窝电话进行传输。 (5) 无线操作的便携硬盘在最近的一 次展览会上 ，一 款叫做 Net Drive的便携式 硬盘给人留下极其深刻的印象，它可利用蓝 牙技术无线接受数据，加以存储 (总容量可达 200兆丨有了这种设备后，电脑用户在电脑 主机与硬盘间可进行无线操作。当他离开时， 可将硬盘带走 ,防止他人非法操作；回来后重 新连上硬盘便可继续工作。 (6) 个人电

13、脑附件东芝公司于 8月上 市对应蓝牙技术面向电脑的周边设备。推出 的产品为具备蓝牙通信功能的 PC卡 “ PABTC001” 和 可以安装该 PC卡的模拟 Modem “ PABTS001” 。 使用 PC 卡 “ PABTC001” 可以在笔记本电脑之间通过无 线方式传输文件。摩托罗拉公司也公布了其 第一批蓝牙产品，包括一个 PCMCIA卡 ，一 个 USB附件。 PCMCIA卡和USB附件这两 个新产品都是个人电脑的附加设备，可以允 许个人电脑用无线方式交换信息和整理数 据。 3. 国外蓝牙技术发展动向 3.1应用领域继续扩大 (1) 向广度发展蓝牙技术可以支持许 多应用，而支持手机、笔记

14、本电脑和 PDA仅 仅是蓝牙应用的第一阶段，而后蓝牙的应用 将由手持终端扩展到各行各业，如汽车、航 空、消费类电子、信息家电等例如 : 蓝牙支 持的车载电话 :汽车制造商计划在车上安装 车载免提电话系统，与蓝牙相顺从的移动电 话一同工作，它可保持移动电话和个人电脑 无绳连接。 构造家庭网络 :家庭内部所有信 息设备相互之间连成网络，是未来信息社会 发展的必然趋势。 信息同步 :这是蓝牙产品 的核心应用方案 个人信息管理的同步、在掌 上电脑之间或掌上电脑和移动电话之间交换 名片，或是办公室电脑和家用电脑之间交换 数据，对某些用户来说变得越来越重要。 (2) 向系统发展爱立信与瑞典铁 路公 司从

15、2000年 4月 11日持续到 5月 19曰，进 行了世界首次蓝牙无线技术运用于公用环境 中的试验他们在斯德哥尔摩的中央车站和 X2000干线快车上提供蓝牙接入服务这样， 旅客在广域范围内可以通过 GSM,而在车站 和火车上可以通过蓝牙无线技术接收瑞典铁 路公司提供的无缝服务。这次试验集成了蓝 牙无线技术、GSM WAP和因特网技术，证 实这些技术可以并用而且可以在公共交通中 提供开放的技术环境 (3) 向军用发展美国国防部正在开发 蓝牙技术，旨在满足美国各军种各系统曰益 增长的互联性要求这种技术称为 “ 革命性的 技术 ”, 在这种无线环境中，无须再依赖什么 电缆、插头，而能够同其它系统和其

16、他人联成 网络 ,并可靠地发挥作用。 3. 2兼容性问题受到重视 首先解决不同生产商生产出来的蓝牙产 品间的互操作性问题 =在今年 6月 Monte Carlo举行的 “ 2000 蓝牙会议 ” 上，会议基调 就是强调蓝牙产品的互操作丨生会议认为就 现阶段而言，协作是首要。采用蓝牙技术的产 品在发布前必须通过蓝牙特殊兴趣集团的认 证 ,并通过互操作性检泖 i预计该问题在年底 就会得到解决。 1100多家销售商现正在 努力 获得蓝牙的标识，并将于 12月 9日在洛 杉矶举行的蓝牙开发者会议上对产品进行互 操作性测试 其次是各国统一频率问题蓝牙技术使 用从 2400MHf 2483. 5MHz的频

17、率波段， 并非适用于每个国家在法国、西班牙、日本 和澳大利亚，这个频率范围内只有一段波段 可用。在欧美， 2400MHz频带的频率不必经 过批准便可使用 ， 2400MHr 2483. 5MHz是 开放的，而在日本开放的是 247lMHf 2497MHz但从 1999年 10月开始，日本修改 了法律，同样开放 2400MHC 2483. 5 MHz 其 他 国 家 政 府 也 在 积 极 进行 放 宽 对 2400MHz频带使用的限制，以消除推广蓝牙 技术的障碍。 再者是将蓝牙上升为国际统一标准尽 管蓝牙特殊兴趣集团成立以来，在短时间内 得到很快的发展，成员数量已经达到 1883 家，并且来自

18、各行各 I但是有一个隐患问题 不容忽视 :蓝牙只是一个由几家通信巨头推 出的标准，虽然它的目的是要建立一个全球 统一的无线链接标准 ,但它还不是一个国际 标准，至少到目前是如 lit 3. 3降低成本是一个主要目标 一个产品想要普及，首要条件就是价格 能为人们所普遍接受按照蓝牙联盟的主要 成员的观点， 5美元将成为用户应用蓝牙技 术的心理线如果能够把价格降低到 5美元 左右，蓝牙设备将大量出现目前降低成本的 主要方式有 : 基本解决方案是从双芯片入 手； 提高 集 成 度 如 Cambridge Consultants公司，使用了 0. 18或 0. 15微米 技术，能够在几乎不增加成本的情况

19、下把基 带电路加到芯片中。 把蓝牙技术收发模块 的基本 LSI和设备的基本 LSI做在一起，实 现基本 LSI和 RF收发电路 LSI单芯片化 3. 4合作开发趋 势加强 发明蓝牙技术的是瑞典电信巨人爱立信 公司。由于这种技术具有十分可喜的应用前 景，经过磋商，爱立信、 IBM英特尔、诺基亚 和东芝公司于 1998年 5月成立了蓝牙特殊 兴趣集团，该组织采取了向产业界无偿转让 该项专利技术的策略，以实现其全球统一标 准的目标 1999年 12月，集团创始成员又增 加了微软、朗讯摩托罗拉和 3Com这些企 业的加入使蓝牙特殊兴趣集团的技术研发力 量得到空前加强截止到 2000年 7月，全世 界宣

20、布支持蓝牙并加入蓝牙特殊兴趣集团的 公司已有 1883家这些企业来自各行各业 , 如汽车、航空、 媒体、消费类电子、信息、电信 , 其中包括诸如 AMD康柏、西门子、 TDK戴 尔、惠普、德州仪 1高通以及卡西欧、菲利 普、三星、 LG精工、夏普等许多世界最著名 的计算机公司、通信领域以及消费电子产品 甚至还有汽车与相机的制造商和生产厂家 一项公开的全球统一的技术规范得到了工业 界如此广泛的关注和支持是以往所罕见的。 近几个月来，国外掀起了一股合作开发 蓝牙技术的高潮，表现在信息产业界和非信 息产业界、大企业和小公司、蓝牙专业公司和 非蓝牙专业公司的强强或强弱联合，如瑞典 爱立信公司与特尔斐汽

21、车系统公司合作，开 发汽车蓝牙无线通信技术 ;美国国民半导体 公司与丹麦 RTX电信公司合作，开发用于 基带应用程序的下一代蓝牙芯片等等。 4. 蓝牙技术市场预测 蓝牙技术短距离、低成本链接将会造就 一个非常广阔的市场，届时，无线键盘、无线 鼠标、无线打印机、无线耳机、无线麦克风等 一系列新名词将应运而生，它是通信、计算机 和微芯片技术发展到一定阶段的必然产物 取消短距离的连线，代之以一个崭新的、统一 的无线链接方法已为时不远 目前蓝牙芯片价格约在 15至 20美元， 距蓝牙市场能起飞的 5美元左右之目标价还 有一段距离，但成本将迅速下降根据美林证 券公司预测，蓝牙芯片组价位在 2002年将下

22、 滑至 4. 5美元，而 In-Stat则预估蓝牙芯片组 价格在 2004年将为 5. 75美元 蓝牙芯片价格快速降低后，手机应用蓝 牙的比例将会高速成长，智能手机将出现在 最先采用蓝牙技术的行列中。根据美林证券 公司估计，蓝牙芯片在具有数据传输功能手 机上的应用将会远高于纯语音手机随着 GPRS 3G等高度支持数据传输的系统推 出，美林证券公司预估在 2005年，具数据传 输功能的手机将占有七成 以上的市场，其中 蓝牙手机的占有率将高达七成以上而据爱 立信亚太副总裁谢尔。瑟尔默 （ Kjell Soraiem,所有手机未来 3年都将具备蓝牙 功能预计到 2002年时，使用蓝牙技术的移 动电话

23、将达到 2. 5亿台。根据日本市场调查 公司 Brain Child七月发布的针对蓝牙产品 的全球市场预测报告 ,今年下半年开始手机 厂商将推出蓝牙产品，到 2005年该产品全球 市场的年销量将达到 7亿台，零配件市场则 将达到 4000亿日元的规模 爱立信移动通讯蓝牙销售总监 Anders Edlund预计 2001年将是蓝牙大显身手 的一 年，消费者可购买到应用蓝牙无线技术的照 相机、电话、录放影机及随身听等产品。根据 国际数据公司 （ IDC)最近提出蓝牙相关市场 报告指出，蓝牙应用领域将逐渐由便携终端 产品、笔记本电脑、个人数字助手 （ PDA)等， 扩展到数字相机、打印机、扫描仪等产

24、品上； 2004年，全世界有 1嫩的数字相机应用蓝牙 技术全球蓝牙技术的应用产品达到 4. 489 亿台 ;其中光美国就占到 1.18亿台。其它调 查机构如 Allied Business Intelligence (AB办 In-Stat等，也对蓝牙相关市场给予肯 定评价。 蓝牙技术的推广对于数字化信息家电的 发展有着重要的意义信息家电的重要特征 就是可通过互联网双向传递数字化信息因 此它是网络上的家电 ,而不是 PC的外设信 息家电具有一定的智能 IDC预测，至 2003 年，数字化信息家电的销量将超过个人电脑 的销量， 10年以后，会超过 PC的 10倍。凡此 种种，均预示着信息家电美好

25、的明天 ,而蓝牙 技术则为此创造了良好的技术基础 i 根据 Frost & Sullivan所进行的一项研 究提供的数据，今年蓝牙的销售额将从 1999 年的几乎为零猛增到 3670万美元，并且到 2006年有望增至 6亿 9900万美元该研究 还指出蓝牙将很快打入欧洲 5 的移动网 络设备市场。 In-Stat Group研究结果指出， 2002及 2005年，蓝牙技术市场预计收入有 望分别突破 10亿和 30亿美元 综合各方面信息，可以预测 :蓝牙产品将 在今年下半年开始进入市场， 2002年蓝牙市 场将迈入巅峰，具有价格低廉、应用方便等优 势的蓝牙系统应运而生； 2005年采用蓝牙技 术的设备将达 7亿个 ,蓝牙芯片的 总销售量 将超过 30亿美元，相关市场商机超千亿美 元蓝牙将在人们的日常生活和工作中扮演 重要角色，成为 21世纪的投资热点 (收稿日期： 2000-10-18) 供电子与自动化杂志合订本 读者注意：本刊编辑部现有少量电子与自动化杂志历年的年度合订本，凡需要的，可先来电话联系 （ 021- 64373707) 收费为： 2000年及 1999年度每册 30元； 1998 1997年度每册 25元； 1995 1996年度每册 20元 1994年及 以前的，每册 15元汇款地址： 200031) lh海市永福路 265号电子 与自动化杂志编辑部。 。编者。